Analysis of Strategies for GHG Emission Reduction in the LNG Shipping Industry

Marin transport er fortsatt en betydelig bidragsyter til klimagassutslipp på grunn av sin størrelse. Det anslås at 80% av volumet av global handel blir transportert på sjø. Den internasjonale sjøfartsorganisasjonen (IMO) har utviklet en innledende strategi for å redusere klimagassutslipp fra skip. Strategien tar sikte på å redusere minst 50% av de samlede årlige klimagassutslippene innen 2050. Denne oppgaven tar sikte på å utvikle en overordnet strategi for å redusere klimagassutslipp kostnadseffektivt for Golar. Golar eier og driver marinbasert LNG midtstrøms infrastruktur. Golar har de siste årene jobbet for å få oversikt over deres miljøpåvirkning i bransjen. Dette arbeidet har ført til deres første miljø-, sosial- og styringsrapport (ESG), publisert i første halvår av 2020. Deres LNG-carriere ga i 2019 ut rundt 1 million tonn CO2, og flertallet av CO2-utslippene skyldes drivstofforbruk. Oppgaven analyserer hvordan forskjellige nedtrappingshandlinger og scenarier kan påvirke strategien i et langsiktig perspektiv. Den valgte tilnærmingen er å lage en beslutningsmodell som skal strukturere problemet og gi en bedre forståelse av dynamikken i en strategi som denne. Oppgaven er begrenset til å se på klimagass og CO2-utslipp på grunn av noen forskrifter for NOx og SOx. Videre er det bare Golar’s seilende skip, LNG-carriere som vurderes. Tre målformuleringer, med forskjellig ambisjonsnivå, er utviklet. Det laveste nivået tilsvarer dagens krav fra IMO, mellomnivået går utover å overholde kravene, mens det høyeste nivået har enda strengere krav. Beslutningsmodellen er en deterministisk optimeringsmodell der objektivfunksjonen er å minimere de totale kostnadene for å implementere et sett med reduksjonstiltak. Tidsperioder og fartøygrupper er også sett som påvirker optimeringsmodellen. Tidsperspektivet følger den samme tidslinjen som IMOs GHG-studie, der tidshorisonten er mot 2050. Perioden mot 2050 er delt inn i tidsperioder på fem år, der periode 0 tilsvarer 2025 og periode 6 er 2050. Modellen bruker tre fartøy grupper for å undersøke hvordan valg av tiltak påvirker fartøytypene. Tre fartøygrupper basert på motortype og alder brukes i modellen. Den første gruppen er skipene med en steam-motor. Disse vil være ute av drift og modellen i 2035, på grunn av en antagelse om en levetid på 30 år. Dieselmotoren med dual-dual diesel-electric (DFDE) holder seg i drift gjennom alle periodene. En tredje fartøygruppe, nybygg, erstatter skipene med steam-motor fra 2035 og inngår i operasjonen fra 2040. Et startsett ble utviklet og inneholder de mest lovende reduseringstiltakene, med de tilhørende reduksjonseffektene og en kort beskrivelse av hvert tiltak. Dette settet blir brukt input i beslutningsmodellen. De valgte handlingene som brukes i denne oppgaven er; • Tekniske: luftsmøringssystem, hjelpesystemer, batterier (både fullelektrisk og hybrid), skrogdesign, propell boss cap fin (PBCF), re-liquefaction system • Operajonelle: energieffektiviseringstiltak, hydrogen, LNG, en hastighetsreduksjon på 2 knop og seilas optimalisering. Seks scenarier med forskjellige krav, mål, teknologisk modenhet og reduksjonseffekt ble brukt i casestudien. Resultatene fra casestudien gav at målfunksjonen varierte fra 900 til 1300 millioner dollar for scenariene. Batteriteknologi var referansetiltaket i studien. Batterihybrid, i kombinasjon med LNG eller biodrivstoff, ble stort sett valgt. I scenariet hvor batteriteknologien ikke har modnet for havfart innen 2050, ble hydrogen valgt som primært drivstoff. Casestudien avdekket at en kombinasjon av tekniske og operasjonelle tiltak må iverksettes for å oppnå kravene fra beslutningstakerne og Golar’s interne mål. På kort sikt er skrogbelegg, luftsmøringssystemer, nye hjelpesystemer og hastighetsreduksjon å anbefale. Disse har relativt lave kostnader og de lave til middels tilhørende reduksjonseffekter nok til å oppnå de kortsiktige målene og kravene. For å oppfylle de langsiktige målene viste imidlertid resultatene tydelig at ny nullutslippsteknologi og alternative drivstoff må bli tilgjengelig. En overordnet strategi og to alternative strategier, med forskjellige spådommer for fremtiden, ble anbefalt til Golar. Den overordnede strategien har en samlet kostnad på rundt 1000 millioner dollar og følger en reduksjonsplan som er strengere enn IMOs strategi. De to alternative strategiene har enda strengere krav. Det første alternativet har en optimistisk tilnærming når det gjelder modenhet innen batteriteknologi. Det andre alternativet har en pessimistisk vei, da forutsatt at batteriteknologien ikke ville modnes. Rederen bør være villig til å investere i teknologi og dyrere drivstoffalternativer. Slike investeringer er relatert til en reduksjon av utslipp og en del av å drive utviklingen i industrien videre. I kombinasjon med forutsett regelverk og viktigheten av karbonrisiko er det rimelig at alle nye fartøyer bestilt fra nå, skal ha som mål å ha nullutslippsløsninger. Det er likevel store usikkerhet om når teknologiene er klare for havfart. Rederen kan enten ta en sjanse på å implementere den kommende nullutslippsteknologien allerede nå eller vente og forberede skipet på den og deretter gjøre en mindre ettermontering når tiden er klar. Det er usikkerhet rundt kostnads- og reduksjonseffekter i inputdataene for de forskjellige scenariene. Erfaringer fra bransjen, litteraturgjennomgang og spådommer for fremtiden er grunnlaget for inputdataene. Det er usikkerhet om fremtiden og den er utfordrende å forutsi ettersom utviklingen av ny teknologi skjer raskt. For at modellen og strategien skal følge utviklingen i bransjen, må inngangsdataene oppdateres når ny informasjon og kunnskap om kostnadene og løpetiden for den nye teknologien og alternative drivstoff er tilgjengelig